一种嵌入式数据终端的设计方案与实现

机的业务状态主要由两个状态量控制，在程 序上我们定义为两个全局变量，分别用来表示下位机当前属于哪个业务功能与所属该功能的 步骤，在程序上定义为ID 与STEP，上位机系统已经把ID 与SteP 的逻辑流程设计好，例如 在某个ID 与STEP 状态时，终端屏幕上显示是工艺完成情况，并要求用户通过各种采集外设 进行数据采集，提交上位机。每次上位机发送下来的数据都是以ID+STEP+模块A 控制字 +模块A 控制数据+模块B 控制字+模块B 控制数据+…。同时设置触发模块的NEXT_ID与NEXT_STEP。当相应触发发生时，上位机可以根据NEXT_ID 与NEXT_STEP 向终端发送下个 业务流程与其步骤。比喻上位机是一个庞大的中央处理器，控制着业务流程的整个逻辑计算 与数据的组织，车间的所有终端就更像一个输入输出设备围绕着这个中央处理器。我们知道 计算ID×STEP 个逻辑需要一定的CPU 时间，如果将这个工作交给上位机(CPU 达到G 级的 处理器)去完成，处理能力有限的终端就可以去处理更多的其他采集工作。同时，ID×STEP 个业务界面需要消耗很多的 RAM 与ROM 资源，如果把这些界面固化与终端内部，将大大增 加了终端的硬件成本。而且当需求改变时，必须花大量的工作去更改每个终端的程序与数据。 如果把以上工作交给上位机处理，可以在很小的硬件资源中实现ID×STEP 个功能间的相互 跳转，而且当业务改变时，只需要改变上位机的逻辑关系与数据，而无需改变终端内部的应 用程序。表一给出了协议的部分组成。

与解析引擎相似，数据采集引擎把采集到的数据根据一定的协议格式设置好，通过通讯 层把数据发送给上位机，上位机根据数据采集解析协议把采集数据分类解析。从而达到终端 的功能逻辑、人机交互、外设控制，数据处理完全由上位机控制的目的。

3.3 终端的软件实现流程

应用程序的具体实现流程如图3 所示。

上文已经介绍了变量ID、STEP， ID 表示大的功能节点，STEP 表示相应功能点(ID) 下的操作步骤，如果定义为字节变量，两个字节总共可以表示256*256=65536 个功能，完全 可以满足一般数据采集终端的需求;RTN 是终端的状态机变量，终端程序通过设置一个工作 状态变量RTN 来控制系统的工作状态。

(1) RTN=0 表示，所有的工作就绪，可以接受上位机的业务请求。

(2) RTN=1 表示，终端已正确接收到了上位机的业务请求。对应流程，在这个过程中， 终端要做的事情就是设置上位机的业务请求。首先，分析当前请求的ID 与STEP，应用程序 实现不同功能间的跳转主要由功能节点ID 与STEP 决定，例如：当前ID=3,STEP=4，表明终 端当前在业务流程的第三个功能的第四个步骤，如果ID 为特殊功能程序更新，可以实现终 端程序的远程更新。其次，如果ID 不是特殊请求，进行功能协议分析。设置好终端当前功 能步骤的业务请求后，将该数据结构传入事件响应。业务响应根据业务要求将功能划分成不 同子模块，调用解析引擎库相应的子事件处理函数。在子事件处理函数中调用板级驱动处理 函数，实现具体的硬件功能。设置完上位机业务功能请求后RTN 置为2。

(3) RTN=2 表示终端已处理好接收到的信息，并根据具体业务要求，实现了界面显示， 按键权限的设置，按键转向的设置(按键转向是指：按某个按键后，上位机根据当前按下的 按键，把相应的功能点下达到终端，实现功能跳转)，刷卡转向功能设置，A/D 采集设置等， 此时一直等待数据采集、按键动作或刷卡动作等触发，采集动作完成后，通过数据采集引擎 规划好采集到的数据，提交上位机，同时RTN 置零完成一次功能请求到响应，重新回到空闲 状态等待上位机询问。

采用以上的软件设计方案，可以在很小的硬件资源下实现ID×STEP 个功能的相互跳转， 而且当业务改变时，只需要配置上位机的逻辑关系与数据，而无需改变终端内部的应用程序。 实际应用中，终端程序只需一套，上位机只要根据终端的地址就可以决定该终端的功能流程。

4、结束语

本文的创新点：提出了一种有别于传统设计方案的嵌入式智能数据交互终端的设计方 案，该方案可以解决在业务需求改变的情况下无需改变数据采集终端的内部程序，从而在一 定程度上解决了数据采集终端在不同行业推广过程中的通用性问题，缩短了整个系统的开发 周期，也给系统的维护和升级带来了很大的方便。同时本文提出的终端程序设计框架还可以 在有限硬件资源的情况上实现256*256 个业务功能界面的相互跳转。

该嵌入式智能数据交互终端系统已在广东省某大型企业试运行后，运行效果良好，现已 大批量投入使用，企业对该系统